Лестничный регулятор громкости

[Гость Алексей (ohmjke)]

Здравствуйте. Заинтересовала идея такой регулировки громкости, поэтому хотелось бы ясно понять, как работает данный регулятор.

Вот схема из журнала Радиохобби:

Я как понял устройство представляет собой набор резистивных делителей напряжния, включающихся последовательно в нужной комбинации.

В общем, принцип работы ясен, но есть один непонятный момент. Насколько мне известно, величина ослабления сигнала по напряжению в децибелах есть dB = 20*lg(U/U2), откуда получаем U/U2 = 10^(dB/20). Вычислим через эту формулу отношение U/U2, если ослабление 8dB. В итоге получим U/U2 = 2.511. Опять же, насколько мне известно, отношение U/U2(здесь U - напряжение на входе делителя, U2 - напряжение, снимаемое с нижнего по схеме резистора R2) равно отношению (R1+R2)/R2, т.е. U/U2 = (R1+R2)/R2, таким образом можно подобрать номиналы резисторов делителя. К примеру, можно взять резисторы 1,5К и 1К, тогда (R1+R2)/R2 = (1.5+1)/1 = 2.5, что очень близко к 2,511.

Теперь смотрим схему из журнала приведенную выше. Делитель "8dB". Номиналы 6.02K и 6.61K. Считаем по формуле ослабление напряжение, получаем (6.02+6.61)/6.61 = 1.91 !!! Вот именно это несоответствие мне интересно. Как тогда нужно считать номиналы резисторов, если не так, как я описал?

Изменено 12 Ноября, 2010 в 03:02 пользователем Алексей (ohmjke)

[Wal]

Ты не учел сопротивление нагрузки.

Регулятор расчитан на нагрузку 10кОм.

Он к этому делу очень чувствительный - не та нагрузка и прощай

плавность регулировки, будет шагать как захочет :smile:

 

Вот файлик для расчёта резисторов:

Regulator.rar

[Гость Алексей (ohmjke)]

Ты не учел сопротивление нагрузки.

Регулятор расчитан на нагрузку 10кОм.

Он к этому делу очень чувствительный - не та нагрузка и прощай

плавность регулировки, будет шагать как захочет :smile:

 

Вот файлик для расчёта резисторов:

Regulator.rar

Спасибо за файлик, кажется понял в чем была моя ошибка. К вечеру выложу другой вариант расчета, с учетом Rн.

[Гость Алексей (ohmjke)]

Появились следующие мысли. Чтобы учесть сопротивление, нужно параллельно плечу делителя, к которому цепляем следующий каскад, подсоединить "виртуальный" резистор, и вести расчеты учитывая его наличие.

Тогда получаем следующее: N= (R1 + (R2*Rн)/(R2+Rн)) / (R2*Rн)/(R2+Rн), N - величина ослабления сигнала, в разах.

Преобразовывая и варажая R2 получается: R2 = (R1*Rн) / (N*Rн - R1 - Rн)

Теперь если подставить вместо R1 какое-то значение R1, R3, R7... из 3-его столбца, то получится значение R2 равное(по крайней мере до 2-х знаков после запятой) соответствующему значению во втором столбце таблицы. Проблема вот в чем - согласно приведенной мной формуле, для любого значения R1 можно рассчитать соответствующее значение R2, зная сопротивление нагрузки и во сколько раз нужно ослабить сигнал. А вот в таблице расчет ведется как-то по-другому, получить в последнем столбце нужное сопротивление нагрузки можно лишь одной комбинацией резисторов R1 и R2.

Ещё вот какая мысль - мы каждый делитель рассчитываем для сопротивления нагрузки, к примеру, 10КОм, но ведь нагрузка(усилитель) подключена лишь к последнему из делителей! Таким образом нагрузкой для остальных делителей служат следующие за ними делители, а их сопротивление на равно 10КОм. Например, делитель, ослабляющий сигнал на -2dB, состоит из резисторов 38,6КОм и 2,06КОм, в сумме грубо говоря 40КОм. Значит первый делитель нагружен на следующий делитель, сопротивление которого 40КОм, а не 10, как рассчитывалось.

В общем, одни непонятки, кто-нибудь поможет мне прояснить ситуацию?

Изменено 12 Ноября, 2010 в 15:02 пользователем Алексей (ohmjke)

[Wal]

В моём файле всё это учитывается.

Посмотри какие там расчётные формулы введены и всё поймёшь....может быть :smile:

 

В чём ваще проблема?

Если надо пересчитать резисторы - берешь файл и пересчитываешь.

Файл проверен практикой, считает всё правильно :smile:

Изменено 12 Ноября, 2010 в 15:42 пользователем wal

[Гость Алексей (ohmjke)]

Хочу знать как работает схема.

[Wal]

Хочу знать как работает схема.

Если ещё не понял...

Каждое звено представляет из себя делитель напряжения.

Схема:

 

Коэффициент ослабления каждого звена равен:

K=Rн*R2/(R1*Rн+R1*R2+Rн*R2)

Чтобы предыдущее звено "не чувствовало" включения последующих звеньев

необходимо выполнить условие:

R1+R2*Rн/(R2+Rн)=Rн

(это только со слов автора звенья независимые. Чтобы коэффициент деления каждого

звена не зависил от состояния соседних звеньев, номиналы резисторов должны быть

привязаны к сопротивлению нагрузки)

 

Решая эту систему из двух уравнений можно рассчитать значения резисторов.

[Гость Алексей (ohmjke)]

Ура, я понял!

Оказывается я думал в нужном направлении. Первая формула для расчета коэффициента у меня была правильно написана в 4 сообщении, просто скобки не раскрыты и не выполнены кое-какие преобразования.

А вот со второй формулой я ошибся в том, что нужно было написать вместо R2 результат параллельного соединения R2 и Rн, т.е. (R2*Rн)/(R2+Rн), тогда бы все получилось.

В общем спасибо за объяснение, я рад, что разобрался с этой схемой.

 

Добавлено после раздумий:

И вот ещё - Расчет.rar - мой файл для расчета. В нем не нужно для каждой ступени подбирать значения резистора R2, чтобы получить сопротивление R1. Неоходимо лишь ввести нужное сопротивление нагрузки и все остальное выведется автоматически. На мой взгляд, намного удобнее. Кроме того, формулы в ячейках намного меньше, как и количество ячеек для временных результатов.

Изменено 16 Ноября, 2010 в 13:50 пользователем Алексей (ohmjke)

[Гость Евгений (jn79)]

Хочу сделать регулятор громкости.

В интернете уже достаточно много схем для повторения, но хотелось бы сделать как бы с нуля :smile:

 

похожую схему управления (к сожалению прошивку, плату и схему самого регулятора не нашел )

- только контроллер PIC и попроще индикация будет

 

интересуют вариации количества реле в регуляторе (3-4-5-6), схемы расчета для каждого количества и количества уровней регулирования , согласование сопротивления по входу и выходу, надо ли операционник по входу.

Какие реле лучше использовать ?

 

У меня есть кучка TRS-5VDC-SB-L15-R подойдут ли они ? _https://lib.chipdip.ru/156/DOC000156910.pdf

Изменено 8 Июля, 2011 в 08:52 пользователем Евгений (jn79)

[Гость andrey]

Собираюсь сделать данный регулятор. Сопротивление входное оконечника (https://forum.datagor.ru/index.php?showtopic=21&st=231) ориентировочно 30кОм. Практически везде в схемах (в сети) сопротивления регуляторы рассчитаны на 10кОм. В калькуляторах для расчета резисторов необходимо указывать сопротивление входное усилителя. Какой вариант предпочтительней для РГ и оконечника: 1) рассчитать резисторы под сопротивление усилителя (но в разумных пределах, для реле всё таки слишком низкие токи не полезны), 2) сделать как у большинства под 10кОм, но на выход поставить резистор согласующий 15кОм параллельно выходу регулятора, тем самым, сделав для него входное сопротивление усилителя 10кОм? Какой принцип выбора сопротивления РГ для усилителя?

[Wal]

Собираюсь сделать данный регулятор. Сопротивление входное оконечника (https://forum.datagor.ru/index.php?showtopic=21&st=231) ориентировочно 30кОм. Практически везде в схемах (в сети) сопротивления регуляторы рассчитаны на 10кОм. В калькуляторах для расчета резисторов необходимо указывать сопротивление входное усилителя. Какой вариант предпочтительней для РГ и оконечника: 1) рассчитать резисторы под сопротивление усилителя (но в разумных пределах, для реле всё таки слишком низкие токи не полезны), 2) сделать как у большинства под 10кОм, но на выход поставить резистор согласующий 15кОм параллельно выходу регулятора, тем самым, сделав для него входное сопротивление усилителя 10кОм? Какой принцип выбора сопротивления РГ для усилителя?

Сам Никитин уверял, что регулятор можно пересчитать под любое входное сопротивление :smile:

Я бы пересчитал регулятор под имеющиеся номиналы резисторов (высокоточных), а резистором R1 подогнал бы

входное сопротивление уся под расчётное.

Ну как вариант.....

[Гость andrey]

Ок, так и буду делать. Точнее R1 оставлю как есть, только поставлю после регулятора резистор 15к. Уже данный вариант проверен опытом. усилитель с вх сопротивлением 100к. на выход РГ поставили 11к и всё отлично регулируется.